CN115291098A - 一种微动开关电寿命实验系统及实验方法 - Google Patents

一种微动开关电寿命实验系统及实验方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种微动开关电寿命实验系统及实验方法。实验系统设置有柔性按压机构、开关夹持机构、工业相机夹持机构等,实现了微动开关产品在服役状态下进行电寿命实验并实时监测开关动作过程中关键参数变化,并采用柔性按压方式来精确控制按压力,避免了现有刚性按压方式带来的按压力大幅突变和产品被过压损坏的现象。本发明主要用于微动开关产品的电寿命实验,以及通过更换不同的压簧可实现在不同按压力下对于产品的电寿命影响的实验研究,并最终提高微动开关产品的质量和可靠性。

Description

一种微动开关电寿命实验系统及实验方法
技术领域
本发明涉及一种微动开关电寿命实验系统,属于科学仪器和实验设备领域。
背景技术
微动开关应用广泛,具有微小接点间距和快动机构且产品尺寸小等特点。目前为了保证微动开关的产品质量以及提高微动开关使用的可靠性,大多会对产品进行寿命检测,但这种寿命检测往往是触点在不加电负载的情况下完成的,不能反应产品在服役状态的实际情况,而且利用机械装置实现开关按压的方式都是刚性按压方式,按压力受外界因素如软件处理速度、电脑运行速度和电机精度的影响程度高,按压力存在大幅突变现象,因此在控制按压力和防止产品被过压损坏方面仍存在欠缺。因此,如何提供一种实验系统能够方便开展微动开关的电寿命,并能够采用柔性按压方式来控制按压力并研究不同按压力情况下微动开关的电寿命情况是亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的用于一种微动开关电寿命实验系统包括底板、开关夹持机构、工业相机夹持机构和柔性按压机构。
所述开关夹持机构包括安装在底板上的固定板以及设于该固定板上方且依次连接的两个固定块、把手、双向丝杠、两个支撑架、两个夹持块、微动开关试验件,微动开关试验件与外部控制器相连,两个夹持块和采用绝缘材料。
所述工业相机夹持机构包括安装在底板上的三维滑台以及设于该三维滑台上方且依次连接的支架、连接件和工业相机。
所述柔性按压机构包括安装在底板上的二维滑台以及设于该二维滑台上方且依次连接的电动滑台、力传感器和柔性按压组件。所述柔性按压组件包括按压头、按压件、套筒、插销、压簧和连接块,套筒、连接块与力传感器依次连接,按压头与按压件通过螺纹连接后套入套筒内,插销穿过套筒上的U型通槽以及按压件上的通孔,按压头、按压件与插销组成按压组件,该按压组件可沿套筒上的U型通槽运动,压簧的一端设置于按压件上后部的沉孔中,压簧的另一端顶紧连接块,按压头采用塑料材料,连接块采用绝缘材料。
一种微动开关电寿命实验方法是按着以下步骤实现的:
步骤一、通过机械手段将待测微动开关产品的外壳的上端面打开一部分形成一个观察窗口,窗口大小以能从外部观察到产品内部的接点为宜,作为微动开关试验件;
步骤二、将微动开关试验件安装在两个夹持块上,旋动把手,直至夹紧微动开关试验件;
步骤三、通过旋动二维滑台在X向和Z向这两个方向上的调节旋钮,移动柔性按压机构的位置,使得按压头对准微动开关试验件的按键,通过旋动三维滑台在X向、Y向和Z向三个方向上的调节旋钮,调节工业相机的位置,获得计算机的清晰动态图像;设置电动滑台的速度、频率、行程,以设置按压组件与微动开关试验件的按键的碰撞速度、按压频率以及按压行程,压簧的初始预压力应大于微动开关试验件的动作力即开关产品能够动作所需的力;
步骤四、启动电动滑台作往复运动,带动柔性按压机构的按压组件作按压和松开微动开关试验件的按键的动作,实现模拟微动开关的开关过程。
步骤五、通过力传感器测得微动开关试验件在开关过程中受到的按压力;通过控制器获得每次开关过程中触点电压、触点电流的实时监测数据以及获得动作次数与触点电压和触点电流的曲线,获得微动开关试验件在开关过程中按压行程与按压力的曲线。同时利用工业相机辅助观察微动开关产品的动作过程。
步骤六、更换压簧,重复步骤一至步骤五,即可获得微动开关产品在不同按压力下的电寿命模拟实验及相应的实验数据,实验数据将用于用户按压状态对于产品的电寿命影响的实验研究,并最终提高微动开关产品的质量和可靠性。
本发明与现有技术相比具有以下有益效果:
本发明的一种微动开关电寿命实验系统设置有柔性按压机构、开关夹持机构、工业相机夹持机构等,实现了微动开关产品在服役状态下进行电寿命实验并实时监测开关动作过程中关键参数变化,并采用柔性按压方式来精确控制按压力,避免了现有刚性按压方式带来的按压力大幅突变和产品被过压损坏的现象,为实现对微动开关产品电寿命的实验研究提供必要条件,具有原理可靠,结构紧凑的优点。
本发明的一种微动开关电寿命实验方法操作简单,原理可靠,通过力传感器测得微动开关试验件在开关过程中受到的按压力;通过控制器获得每次开关过程中触点电压、触点电流的实时监测数据以及获得动作次数与触点电压和触点电流的曲线,获得微动开关试验件在开关过程中按压行程与按压力的曲线。
本发明主要用于微动开关产品的电寿命实验,以及在不同按压力下对于产品的电寿命影响的实验研究,并最终提高微动开关产品的质量和可靠性。
附图说明
图1是本发明的一种微动开关电寿命实验系统的整体结构示意图;
图2是本发明的一种微动开关电寿命实验系统的柔性按压机构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
因此,以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围,而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本发明保护的范围。
具体实施方式一:如图1~2所示,本实施方式的一种微动开关电寿命实验系统包括底板1、开关夹持机构、工业相机夹持机构和柔性按压机构。
所述开关夹持机构包括安装在底板1上的固定板2以及设于该固定板2上方且依次连接的两个固定块3-1和3-2、把手4、双向丝杠5、两个支撑架6-1和6-2、两个夹持块7-1和7-2、微动开关试验件8,微动开关试验件8与外部控制器相连,两个夹持块7-1和7-2采用绝缘材料。
所述工业相机夹持机构包括安装在底板1上的三维滑台12以及设于该三维滑台12上方且依次连接的支架11、连接件10和工业相机9。
所述柔性按压机构包括安装在底板1上的二维滑台14以及设于该二维滑台14上方且依次连接的电动滑台13、力传感器15和柔性按压组件16。所述柔性按压组件16包括按压头161、按压件162、套筒163、插销164、压簧165和连接块166,套筒163、连接块166与力传感器15依次连接,按压头161与按压件162通过螺纹连接后套入套筒163内,插销164穿过套筒163上的U型通槽以及按压件162上的通孔,按压头161、按压件162与插销164组成按压组件,该按压组件可沿套筒163上的U型通槽运动,压簧165的一端设置于按压件162上后部的沉孔中,压簧165的另一端顶紧连接块166,压簧165的初始预压力大于微动开关试验件8的动作力即开关产品能够动作所需的力,如此设计,使得电动滑台13带动按压组件向前运动按压微动开关试验件8的按键,当按压头161刚碰到按键时的按压力即是压簧165的初始预压力,压簧165不会发生变化而微动开关试验件8的按键被按压直到到达预设按压行程,到达预设按压行程后,电动滑台13因受外界因素如软件处理速度、电脑运行速度和电机精度的影响仍会继续往前运动一小段行程(刚性按压方式即是在此段行程内造成按压力大幅突变的),但此时按压组件却不会再随电动滑台13一起向前运动而是停止,因为此时的压簧165会受到按压组件挤压开始发生变化,微动开关试验件8的按键却不会再被继续按压,有效避免了微动开关试验件8被过压损坏,此时测得的按压力即是压簧165被挤压后的压力,因此不会存在大幅突变现象。同时由于考虑到微动开关试验件8的按键为塑料材料,因此按压头161也采用塑料材料,可在按压过程中更好的保护按键。
具体实施方式二:如图1~2所示,本实施方式的一种微动开关电寿命实验方法是按着以下步骤实现的:
步骤一、通过机械手段将待测微动开关产品的外壳的上端面打开一部分形成一个观察窗口,窗口大小以能从外部观察到产品内部的接点为宜,作为微动开关试验件8;
步骤二、将微动开关试验件8安装在两个夹持块7-1和7-2上,旋动把手4,直至夹紧微动开关试验件8;
步骤三、通过旋动二维滑台14在X向和Z向这两个方向上的调节旋钮,移动柔性按压机构的位置,使得按压头161对准微动开关试验件8的按键,通过旋动三维滑台12在X向、Y向和Z向三个方向上的调节旋钮,调节工业相机9的位置,获得计算机的清晰动态图像;设置电动滑台13的速度、频率、行程,以设置按压组件与微动开关试验件8的按键的碰撞速度、按压频率以及按压行程,压簧165的初始预压力应大于微动开关试验件8的动作力即开关产品能够动作所需的力;
步骤四、启动电动滑台13作往复运动,带动柔性按压机构的按压组件作按压和松开微动开关试验件8的按键的动作,实现模拟微动开关的开关过程。
步骤五、通过力传感器15测得微动开关试验件8在开关过程中受到的按压力;通过控制器获得每次开关过程中触点电压、触点电流的实时监测数据以及获得动作次数与触点电压和触点电流的曲线,获得微动开关试验件8在开关过程中按压行程与按压力的曲线。同时利用工业相机9辅助观察微动开关产品的动作过程。
步骤六、更换压簧165,重复步骤一至步骤五,即可获得微动开关产品在不同按压力下的电寿命模拟实验及相应的实验数据,实验数据将用于用户按压状态对于产品的电寿命影响的实验研究,并最终提高微动开关产品的质量和可靠性。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,对于本领域的普通技术人员而言,可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种微动开关电寿命实验系统,其特征在于,包括底板(1)、开关夹持机构、工业相机夹持机构和柔性按压机构。
2.根据权利要求1所述的一种微动开关电寿命实验系统,其特征在于,所述开关夹持机构包括安装在底板(1)上的固定板(2)以及设于该固定板(2)上方且依次连接的两个固定块(3-1)和(3-2)、把手(4)、双向丝杠(5)、两个支撑架(6-1)和(6-2)、两个夹持块(7-1)和(7-2)、微动开关试验件(8),微动开关试验件(8)与外部控制器相连,两个夹持块(7-1)和(7-2)采用绝缘材料。
3.根据权利要求1所述的一种微动开关电寿命实验系统,其特征在于,所述工业相机夹持机构包括安装在底板(1)上的三维滑台(12)以及设于该三维滑台(12)上方且依次连接的支架(11)、连接件(10)和工业相机(9)。
4.根据权利要求1所述的一种微动开关电寿命实验系统,其特征在于,所述柔性按压机构包括安装在底板(1)上的二维滑台(14)以及设于该二维滑台(14)上方且依次连接的电动滑台(13)、力传感器(15)和柔性按压组件(16)。
5.根据权利要求4所述的一种微动开关电寿命实验系统,其特征在于,所述柔性按压组件(16)包括按压头(161)、按压件(162)、套筒(163)、插销(164)、压簧(165)和连接块(166),套筒(163)、连接块(166)与力传感器(15)依次连接,按压头(161)与按压件(162)通过螺纹连接后套入套筒(163)内,插销(164)穿过套筒(163)上的U型通槽以及按压件(162)上的通孔,按压头(161)、按压件(162)与插销(164)组成按压组件,该按压组件可沿套筒(163)上的U型通槽运动,压簧(165)的一端设置于按压件(162)上后部的沉孔中,压簧(165)的另一端顶紧连接块(166),按压头(161)采用塑料材料,连接块(166)采用绝缘材料。
6.一种利用权利要求1~5任意一项所述的微动开关电寿命实验系统进行的实验方法,其特征在于,所述微动开关电寿命的实验方法是按着以下步骤实现的:
步骤一、通过机械手段将待测微动开关产品的外壳的上端面打开一部分形成一个观察窗口,窗口大小以能从外部观察到产品内部的接点为宜,作为微动开关试验件(8);
步骤二、将微动开关试验件(8)安装在两个夹持块(7-1)和(7-2)上,旋动把手(4),直至夹紧微动开关试验件(8);
步骤三、通过旋动二维滑台(14)在X向和Z向这两个方向上的调节旋钮,移动柔性按压机构的位置,使得按压头(161)对准微动开关试验件(8)的按键,通过旋动三维滑台(12)在X向、Y向和Z向三个方向上的调节旋钮,调节工业相机(9)的位置,获得计算机的清晰动态图像;设置电动滑台(13)的速度、频率、行程,以设置按压组件与微动开关试验件(8)的按键的碰撞速度、按压频率以及按压行程,压簧(165)的初始预压力应大于微动开关试验件(8)的动作力即开关产品能够动作所需的力;
步骤四、启动电动滑台(13)作往复运动,带动柔性按压机构的按压组件作按压和松开微动开关试验件(8)的按键的动作,实现模拟微动开关的开关过程;
步骤五、通过力传感器(15)测得微动开关试验件(8)在开关过程中受到的按压力;通过控制器获得每次开关过程中触点电压、触点电流的实时监测数据以及获得动作次数与触点电压和触点电流的曲线,获得微动开关试验件(8)在开关过程中按压行程与按压力的曲线,同时利用工业相机(9)辅助观察微动开关产品的动作过程;
步骤六、更换压簧(165),重复步骤一至步骤五,即可获得微动开关产品在不同按压力下的电寿命模拟实验及相应的实验数据,实验数据将用于用户按压状态对于产品的电寿命影响的实验研究,并最终提高微动开关产品的质量和可靠性。
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